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Bacteriologia - prova 2

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Controle do Crescimento Microbiano
Controle da população microbiana → destruir, inibir ou remover os microrganismos → agentes físicos e agentes químicos → microrganismos em números aceitáveis ou ausência deles
Processos de controle microbiano
Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana
Esterilização comercial: destruição dos endosporos de Clostridium botulinum
Desinfecção: Mata tudo menos endosporos, reduz contaminação na superfície de objetos inanimados
Antissepsia e degerminação: dirigido aos tecidos vivos, geralmente remoção mecânica
Sanitizantes: Redução das contagens de microrganismos a níveis considerados seguros
Efeitos sobre os microrganismos: curva de crescimento
Fatores que influenciam na efetividade dos tratamentos antimicrobiano
Número de micróbios
Influências ambientais
Tempo de exposição
Caracterísicas microbianas
Agentes físicos
Calor
Ponto de Morte Térmica (PMT): menor temperatura que todos os microrganismos em uma determinada suspensão líquida serão mortos em 10 minutos;
Tempo de Morte Térmica (TMT): período de tempo mínimo em que todas as bactérias em uma cultura líquida específica serão mortas em uma dada temperatura;
Tempo de Redução Decimal (TRD) ou valor D: tempo, em minutos, em que 90% de uma população bacteriana em uma dada temperatura serão mortas
Calor Úmido
fervura (100 °C por 15 minutos)
autoclave (Vapor d’água sob pressão - 121°C/15 minutos)
Pasteurização
eliminar microrganismos patogênicos
O método indicativo é enzimático pelo teste de atividade de fosfatase
Calor seco
Mata por efeitos de oxidação
Chama direta (incineração)
queimados microrganismos até se tornar em cinzas;
esterilização;
lixo hospitalar, animais de experimentação
Esterilização em ar quente
Forno de esterilização
oxidação de componentes orgânicos;
esterilização (170ºC – 2 horas);
instrumentos cirúrgicos.
Filtração
Passagem de um líquido ou gás através de um material semelhante a uma tela, suficientemente pequenos para reter microrganismos.
utilizada para realizar a esterilização de materiais sensíveis ao calor, como por exemplo enzimas
Frio
efeito bacteriostático
pode não ser aplicado a organismos psicótrofos
importante na conservação de alimentos
congelamento torna as bactérias dormentes
congelamento lento é mais nocivo as bactérias devido a formação de cristais de gelo
Alta pressão
A aplicação de alta pressão em suspensões líquidas causa a sua transferência instantânea e uniforme para as amostras causando modificações nas estruturas proteicas e de carboidratos inativando as células bacterianas
Dessecação
Efeito bacteriostático
liofilização
Pressão osmótica
Utilização de altas concentrações de sal ou açúcar para conservação de alimentos;
Mesmo princípio da dessecação, pois retira umidade das células impedindo seu crescimento
Radiação
Ionizante (raio X e g)
Destroem o DNA
Causa a ionização da água formando radicais hidroxilas altamente reativos que causam mutações no DNA ou outras macromoléculas
Alto poder de penetração
esterilizante
Aparelhagem cara e utilizada somente em materiais sensíveis ao calor
geralmente materiais já embalados
Produtos farmacêuticos e suprimentos médicos e odontológicos
Não-ionizantes (UV)
Alteram DNA através da formação de dímeros
Causa mutações no DNA pela formação de ligações entre bases pirimidinas adjacentes
produção de peróxido de hidrogênio
pouco penetrante – exposição direta
Microbiostático ou microbicida
Controle de ambientes fechados
Agentes químicos
Características de um agente químico ideal
alta eficácia microbicida (efeito rápido, amplo espectro e ação prolongada);
estabilidade química;
inodoro;
incolor;
capacidade de penetração na matéria orgânica;
ausência de ação corrosiva;
não ser irritante;
não interferir no processo de cicatrização;
não ser absorvido pela pele
Amplo espectro de ação em baixas concentrações
Toxicidade para microrganismos em temperatura ambiente ou corporal
Ausência de poderes corrosivos e tintoriais
Solubilidade; ação residual; baixo custo
Estável ao armazenamento
Alvo Dos Agentes Químicos
Parede Celular e membrana
Alvo: Proteínas/ Camada fosfolipidica/ Lipopolissacarídeos/ peptidioglicano
Ação: Afeta a permeabilidade; Síntese, rompimento, favorecimento da lise celular
Causa: Afeta o crescimento celular e pode levar à morte.
Exemplo: Surfactantes
Proteínas
Alvo: Proteínas em Geral
Ação: Romper pontes de hidrogênio, Cross-linking, alquilação, reduzir ou oxidar pontes dissulfetos…
Causa: Desnaturação de proteínas e/ou inativação
Ex.: Enzimas inativas
DNA ou RNA
Alvo: DNA e/ou RNA
Ação: Ligar covalentemente, degradar.
Causa: Ligar no ribossomo e parar a tradução; Ligar no DNA e inibir a replicação e Transcrição; Degradar o DNA e/ou RNA
Métodos químicos de controle microbiano
São utilizados tanto para controlar o crescimento de microrganismos em ambos os tecidos vivos ou objetos inanimados
Poucas substâncias tem ação esterilizante e apenas reduzem o número de microrganismos
A atividade de uma substância pode ser testada pelos métodos de uso-diluição ou de disco-difusão
Tipos de desinfetantes
álcoois;
compostos fenólicos;
aldeídos e derivados;
halogênios e derivados;
biguanidas;
agentes de superfície (detergentes);
conservantes químicos;
quimio-esterilizantes gasosos;
oxidantes (peroxigênios);
metais pesados
Um bom desinfetante
Não provocar danos ao homem e animais
Econômico
Fácil aplicação
Tolerado por materiais
Estabilidade em sua composição química
Perda mínima de potência por ação do ambiente
Ação rápida e irreversível
Espectro de ação amplo
Antibióticos – mecanismo de ação
Definições Importantes
Antibiótico: antimicrobiano de origem microbiana;
Antimicrobiano: qualquer substância com atividade suficientemente antimicrobiana que pode ser usado no tratamento de infecções
Bactericida: um antimicrobiano que é letal para bactérias;
Bacteriostático: um antimicrobiano que inibe o crescimento mas não mata bactérias;
Quimioterapia: um termo geral que engloba antibióticos, antimicrobianos e outros fármacos para o tratamento de câncer;
MIC: concentração mínima (μg/mL) capaz de inibir o crescimento de microrganismos;
Espectro de atividade
Antibióticos podem variar com respeito a faixa de microrganismos que eles matam ou inibem
Alguns matam somente uma faixa limitada: espectro restrito de atividade
Outros matam uma larga faixa de microrganismos: amplo espectro de atividade
Efeitos Adversos
Reações alérgicas: desenvolvimento de hipersensibilidade
Efeitos tóxicos
Supressão da flora normal: permite que outros patógenos possam crescer em altos números
Mecanismos de ação de drogas antibacterianas
Inibição da síntese da parede celular
Inibição da síntese proteica
Inibição da síntese de ácidos nucleicos
Destruição da membrana plasmática
Inibição da síntese de metabólitos essenciais
Quimioterapia antibiótica
Superinfecção – presença de um microrganismo resistente diferente daquele a que a terapia foi originalmente aplicada
É necessário verificar se a terapia é realmente necessária
Escolha do antibiótico apropriado
espectro de ação
resistência bacteriana
farmocinética geral
efeitos adversos e interações medicamentosas
testes clínicos com evidência de eficácia
sinergismo com outros antibióticos
custo
Antibióticos que inibem a síntese da parede bacteriana
beta-Lactâmicos
Inibição da síntese do peptideoglicano
inibem a atividade da D-alanil-D-alanina transpeptidase por acilação, formando um éster estável com o anel lactâmico aberto ligado ao grupo hidroxil do sítio ativo da enzima (chamada de Proteína ligadora de penicilina – PBP)
Penicilina natural - Penicilina G
Penicilina semi-sintética - Ampicilina
Aminopenicilinas - amplo espectro - amoxicilina
Inibidores de Beta-lactamases - clavulanato
Antibióticos glicopeptídicos
Ativos contra bactérias Gram-positivas
ligam especificamente ao precursor da parede celular, o UDP-N-Acetilmuramil
pentapeptídeo
Eles formam complexos covalentes com peptídeos naturais e sintéticos que terminam em Acil-D-alanil-D-alanina
Antibióticos que inibem a síntese proteica
Tetraciclinas
Alvo: Ribossomo bacteriano
previnem a ocupância do sítio A pelo aminoacil-tRNA
Além disso, causa a baixa de GTP devido a disparar a hidrólise de GTP porque permite a apresentação do aminoacil-tRNA pelo EF-Tu
Aminoglicosídeos
são agentes de amplo espectro para o tratamento de infecções causadas por bactérias Gram negativas e Gram positivas
altamente solúveis, mas são pobremente absorvidos oralmente
causam erro de leitura do código genético levando a formação de proteínas erradas
Eles interagem com o rRNA16S
Ocorre uma mudança conformacional no rRNA ou o bloqueio da translocação do tRNA do sitio A para o Sitio P depois da transferência do peptidil mantendo o ribossomo em uma conformação inativa
Macrolídeos
geralmente são lipofílicos
inibem a síntese proteica através da interação com a subunidade 50S do ribossomo bacteriano
ligam-se ao sítio P ribossomal e bloqueiam a elongação do peptídeo no túnel
Cloranfenicol
amplo espectro de atividade contra bactérias gram positivas e negativas aeróbicas e anaeróbicas
Altamente tóxico
Oxazolidinonas
oxazolidinonas são inibidores da síntese proteica
Linezolida bloqueia o primeiro passo da síntese proteica, a inicição, diferentemente dos outros antibióticos inibidores da síntese proteica
Linezolida liga na porção subunidade 50S do ribossomo e inibe a atividade da peptidil transferase
Antibióticos que inibem a replicação do DNA
Quinolonas
antimicrobianos de amplo espectro
atuam sob a DNA girase e impedem a duplicação do DNA
Inibidores metabólicos
Sulfonamidase trimetoprina
Sulfas bloqueiam a síntese de DNA/RNA e assim, a síntese proteica.
Inibem a enzima dihidropteroato sintase
Trimetoprina
inibem a enzima dihidrofolato redutase
Resistência Bacteriana
Resistência
Capacidade adquirida de resistir aos efeitos de um agente quimioterápico, normalmente que um organismo é sensível.
Como eles adquiriram:
Desenvolver mecanismos para se proteger do próprio antibiótico que ele sintetizou
Adquirir por transferência horizontal de outro organismo
Mecanismos de Resistência
Naturalmente resistentes
Organismos desprovidos da estrutura inibida pelo antibiótico
Micoplasmas (desprovidos de parede celular) – resistente a penicilina
Antibiótico é Impermeável
Diminuição da expressão de OmpF (proteína de transporte passivo localizada na membrana externa) leva a resistência a quinolonas, tetraciclinas, clorafenicol, β-lactâmicos
Modifica o Antibiótico para uma forma Inativa
Vários estafilococos contêm beta-lactamases, enzima que cliva o anel b-lactâmico da maioria das penicilinas
Resistência Mediada por Enzimas Inativadoras
Modificar o alvo do antibiótico
Metilação de adenina do rRNA 23S da subunidade 50S do ribossomo bacteriano
Reprogramação da síntese da parede celular em S. aureus e S. pneumoniae
O organismo pode desenvolver uma via com resistência bioquímica
Resistência a sulfas (inibe a síntese de ácido fólico em bactérias)
Modificam seu metabolismo, conseguem captar o ácido fólico do meio externo
Mutação causa diminuição na afinidade pelo inibidor e pelo co-fator mas mesmo assim mantém a enzima ativa
O organismo pode bombear o antimicrobiano para fora da célula
Bombas de efluxo são proteínas transmembrânicas que podem atuar no exporte de antimicrobianos contra um gradiente de concentração;
relatado para antibióticos beta-lactâmicos, macrolídeos, fluoroquinolonas e tetraciclinas
as bombas podem ser de específica, de estreita ou de ampla abrangência
Pseudomonas aeruginosa é intrinsicamente insensível a antibióticos
Aquisição por genes em plasmídeos ou transposons
Aumento da síntese destas bombas de efluxo
Sistemas de múltiplos componentes de membrana;
Transporte de substratos para fora da célula;
Transporte ativo;
Alteração na expressão do alvo do antimicrobiano
Origem da Resistência a Antibióticos
resistência cromossomal
resistência plasmideal
Mecanismos de transmissão
transmissão vertical
transmissão horizontal
Mecanismo de Resistência Mediados pelo Plasmídeo R
Os genes de resistência estão frequentemente em plasmídeos R e não no cromossomo
Maioria das cepas resistentes isoladas de pacientes apresentam o plasmídeo R
Geralmente carregam genes que modificam ou inativam o fármaco
Combinação de um plasmídeo F com elementos transponíveis
Alguns Fatores que Favorecem a Disseminação dos Plasmídeos R
Uso extensivo de antibiótico:
Medicina
Veterinária
Agricultura
Uso inadequado é o principal problema
Uso excessivo
Prática Clínica
Métodos para reduzir o problema de resistência
Todos os microrganismos patogênicos desenvolverão resistência a Algum Antibiótico
A maioria dos patógenos são resistentes a sulfas e a penicilina
Uso de doses altas e em um período adequado para não favorecer o surgimento de cepas mutantes resistentes
Uso combinado de dois antibióticos não relacionados
Antibiótico combinado – antibiótico combinado com um inibidor da enzima que causa a resistência. Ex.: Ampicilina + inibidor da beta-lactamase
Alguns estudos sugerem que a resistência a um determinado antibiótico pode ser perdida (sensibilidade é revertida após alguns anos) – poderia interromper e depois de alguns anos usar novamente o mesmo antibiótico
Desenvolver novos fármacos

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